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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Drehstellglied mit Zahnstange und Ritzel, mit welchem eine Drehwelle durch die hin- und hergehende Bewegung eines ersten Kolbens und eines zweiten Kolbens gedreht wird.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Drehstellglied mit Zahnstange und Ritzel umfasst beispielsweise einen Zylindergrundkörper, durch welchen eine erste Zylinderbohrung und eine zweite Zylinderbohrung, die sich parallel zueinander erstrecken, als Durchgangsöffnungen ausgebildet sind. Ein erster Kolben ist vorgesehen, der sich entlang einer axialen Richtung in der ersten Zylinderbohrung verschiebt, und ein zweiter Kolben ist vorgesehen, der sich entlang einer axialen Richtung in der zweiten Zylinderbohrung verschiebt. An dem ersten Kolben ist eine erste Zahnstange vorgesehen, und an dem zweiten Kolben ist eine zweite Zahnstange vorgesehen. Die erste Zahnstange und die zweite Zahnstange sind einander zugewandt und stehen in Eingriff mit einem Ritzel, das an einer Drehwelle vorgesehen ist.
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An gegenüberliegenden Endflächen des Zylindergrundkörpers sind außerdem Endabdeckungen vorgesehen. Eine erste Anschlussöffnung und eine zweite Anschlussöffnung, durch welche ein Arbeitsfluid strömt, sind in einer der Endabdeckungen ausgebildet. Durch die Wirkung des Arbeitsfluides werden der erste Kolben und der zweite Kolben in einander entgegengesetzten Richtungen verschoben, wodurch ein Tisch, der an der Drehwelle vorgesehen ist, gedreht werden kann (vgl. beispielsweise die japanische Patentoffenlegungsschrift
JP 2008-157289 A ).
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Zusammenfassung der Erfindung
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Bei der herkömmlichen Technologie, wie sie beispielsweise in der oben genannten japanischen Offenlegungsschrift
JP 2008-157289 A beschrieben ist, wird die Gesamtlänge des Drehstellgliedes vergleichsweise groß, weil an beiden Endflächen des Zylindergrundkörpers Endabdeckungen vorgesehen sind.
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Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung des oben genannten Problems gemacht und hat die Aufgabe, ein Drehstellglied vorzuschlagen, dessen Größe verringert ist.
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Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein Drehstellglied gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Zylindergrundkörper, durch welchen sich parallel zueinander eine erste Zylinderöffnung und eine zweite Zylinderöffnung (nachfolgend auch als Zylinderbohrungen bezeichnet) erstrecken, einen ersten Kolben, der dazu vorgesehen ist, sich in der ersten Zylinderbohrung entlang einer axialen Richtung der ersten Zylinderbohrung zu verschieben, und an dem eine erste Zahnstange vorgesehen ist, einen zweiten Kolben, der zur Verschiebung in der zweiten Zylinderbohrung entlang einer axialen Richtung der zweiten Zylinderbohrung vorgesehen ist und an dem eine zweite Zahnstange vorgesehen ist, und eine Drehwelle, an welcher ein Ritzel vorgesehen ist, das mit der ersten Zahnstange und der zweiten Zahnstange in Eingriff steht (kämmt). Das Drehstellglied umfasst außerdem eine Endabdeckung, die in einem Zustand, in dem sie an einer Endfläche des Zylindergrundkörpers vorgesehen ist, eine erste Zylinderkammer zwischen der Endabdeckung und dem ersten Kolben bildet, indem eine Öffnung an einer Endseite der ersten Zylinderbohrung geschlossen wird, und die zwischen der Endabdeckung und dem zweiten Kolben eine zweite Zylinderkammer bildet, indem eine Öffnung an einer Endseite der zweiten Zylinderbohrung geschlossen wird, einen ersten Stopfen, der an einer Wandfläche, die eine Öffnung an einer anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung bildet, angreift und eine dritte Zylinderkammer zwischen dem ersten Stopfen und dem ersten Kolben bildet, und einen zweiten Stopfen, der an einer Wandfläche, die eine Öffnung an einer anderen Endseite der zweiten Zylinderbohrung bildet, angreift und eine vierte Zylinderkammer zwischen dem zweiten Stopfen und dem zweiten Kolben bildet. In dem Zylindergrundkörper sind ein erster Verbindungsdurchgang, der mit der dritten Zylinderkammer in Verbindung steht, und ein zweiter Verbindungsdurchgang, der mit der vierten Zylinderkammer in Verbindung steht, ausgebildet. Außerdem sind in der Endabdeckung eine erste Anschlussöffnung (Anschluss), die mit der ersten Zylinderkammer und dem zweiten Verbindungsdurchgang in Verbindung steht und durch welche ein Arbeitsfluid strömt, und eine zweite Anschlussöffnung (Anschluss), die mit der zweiten Zylinderkammer und dem ersten Verbindungsdurchgang in Verbindung steht und durch welche das Arbeitsfluid strömt, ausgebildet.
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Bei dem Drehstellglied gemäß der vorliegenden Erfindung greift der erste Stopfen an einer Wandfläche an, die eine Öffnung an einer anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung bildet, und der zweite Stopfen greift an einer Wandfläche an, die eine Öffnung an einer anderen Endseite der zweiten Zylinderbohrung bildet. Im Vergleich zu einer Gestaltung, bei der Endabdeckungen an gegenüberliegenden Endflächen des Zylindergrundkörpers vorgesehen sind, kann dementsprechend die Gesamtlänge des Drehstellgliedes verkürzt werden, so dass insgesamt ein Drehstellglied geringerer Größe geschaffen werden kann.
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Bei dem oben genannten Drehstellglied kann der erste Stopfen in der ersten Zylinderbohrung positioniert werden, ohne dass er aus der ersten Zylinderbohrung nach außen vorsteht, und der zweite Stopfen kann in der zweiten Zylinderbohrung positioniert werden, ohne dass er von der zweiten Zylinderbohrung nach außen vorsteht. Bei einer solchen Gestaltung kann das Drehstellglied noch kleiner ausgestaltet werden.
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Bei dem oben beschriebenen Drehstellglied kann der erste Stopfen dadurch angebracht werden, dass ein äußerer Kantenabschnitt des ersten Stopfens in die Wandfläche, welche die Öffnung an der anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung bildet, einbeißt. Der zweite Stopfen kann dadurch angebracht werden, dass ein äußerer Kantenabschnitt des zweiten Stopfens in die Wandfläche einbeißt, welche die Öffnung an der anderen Endseite der zweiten Zylinderbohrung bildet.
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Bei dieser Ausgestaltung können der erste Stopfen und der zweiten Stopfen zuverlässig an dem Zylindergrundkörper befestigt werden, ohne dass es notwendig wäre, Befestigungselemente, wie Bolzen oder dergleichen zu verwenden. Da ein Dichtelement, wie eine Dichtung oder dergleichen nicht notwendig ist, kann die Zahl der Teile wirksam verringert werden.
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Bei dem oben beschriebenen Drehstellglied und insbesondere bei dessen Endabdeckung können eine erste Kommunikationsvertiefung, die mit dem ersten Anschluss in Verbindung steht und die der Öffnung an der einen Endseite der ersten Zylinderbohrung zugewandt ist, eine zweite Kommunikationsvertiefung, die mit dem zweiten Anschluss in Verbindung steht und die der Öffnung an der einen Endseite der zweiten Zylinderbohrung zugewandt ist, eine dritte Kommunikationsvertiefung, die einer Öffnung des ersten Verbindungsdurchgangs, welche sich an der einen Endfläche des Zylindergrundkörpers öffnet, zugewandt ist, eine vierte Kommunikationsvertiefung, die einer Öffnung des zweiten Verbindungsdurchgangs, welche sich an der einen Endfläche des Zylindergrundkörpers öffnet, zugewandt ist, ein erster Verbindungsdurchgang, der mit der ersten Kommunikationsvertiefung und der vierten Kommunikationsvertiefung in Verbindung steht, und ein zweiter Verbindungsdurchgang, der mit der zweiten Kommunikationsvertiefung und der dritten Kommunikationsvertiefung in Verbindung steht, vorgesehen sein.
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Durch eine solche Gestaltung kann bei einer einfachen Konfiguration der erste Anschluss in Verbindung mit der ersten Zylinderkammer und der vierten Zylinderkammer gebracht werden, und der zweite Anschluss kann mit der zweiten Zylinderkammer und der dritten Zylinderkammer verbunden werden.
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Bei dem oben beschriebenen Drehstellglied kann der erste Verbindungsdurchgang im Inneren der Endabdeckung ausgebildet sein, und der zweite Verbindungsdurchgang kann eine Vertiefung sein, die an einer Außenfläche der Endabdeckung ausgebildet ist, die dem Zylindergrundkörper zugewandt ist.
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Bei diesem Aufbau können mit einer einfachen Gestaltung der erste Verbindungsdurchgang und der zweite Verbindungsdurchgang in der Endabdeckung ausgebildet sein, ohne dass sie einander stören.
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Bei dem oben genannten Drehstellglied ist eine Dichtung, die einstückig entlang einer Kontur des ersten Anschlusses, des zweiten Anschlusses, der ersten Kommunikationsvertiefung, der zweiten Kommunikationsvertiefung, der dritten Kommunikationsvertiefung, der vierten Kommunikationsvertiefung und des zweiten Verbindungsdurchgangs ausgebildet ist, zwischen der Endabdeckung und dem Zylindergrundkörper angeordnet. Durch dieses Merkmal kann eine zuverlässige Abdichtung zwischen der Endabdeckung und dem Zylindergrundkörper gebildet werden.
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Da gemäß der vorliegenden Erfindung der erste Stopfen mit einer Wandfläche in Eingriff tritt, welche eine Öffnung an einer anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung bildet, und der zweite Stopfen mit einer Wandfläche in Eingriff steht, welche eine Öffnung an einer anderen Endseite der zweiten Zylinderbohrung bildet, kann das Drehstellglied mit geringer Größe ausgebildet werden.
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Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung oder deren Rückbeziehung.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Drehstellgliedes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Drehstellgliedes gemäß 1;
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3 ist ein Schnitt durch das Drehstellglied gemäß 1;
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4 ist ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3;
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5 ist ein Schnitt entlang der Linie V-V in 3;
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6 ist ein Schnitt entlang der Linie VI-VI in 3;
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7 ist eine Ansicht von hinten auf eine Endabdeckung;
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8A ist ein Schnitt zur Beschreibung eines Verfahrens, mit welchem ein erster Stopfen und ein zweiter Stopfen an einem Zylindergrundkörper angebracht werden; und
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8B ist ein vergrößerter Schnitt, der einen Zustand zeigt, in welchem der erste Stopfen und der zweite Stopfen in dem Zylindergrundkörper angebracht sind.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines Drehstellgliedes gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
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Wie in den 1 bis 5 gezeigt ist, ist ein Drehstellglied 10 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Drehstellglied mit Zahnstange und Ritzel, das einen Zylinderabschnitt 12 mit einer ersten Zahnstange 54 und einer zweiten Zahnstange 62 und einen Tischabschnitt 14 mit einem Ritzel (Zahnrad) 64 aufweist. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird in der nachfolgenden Erläuterung für das Drehstellglied 10 und dessen Aufbauelemente die in den 1 bis 4 durch den Pfeil X1 gekennzeichnete Seite als "Vorderseite" oder "vorne" bezeichnet, während der in den 1 bis 4 gezeigte Pfeil X2 eine "Hinterseite" oder "hinten" bezeichnet.
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Der Zylinderabschnitt 12 umfasst einen Zylindergrundkörper 20, der als ein im Wesentlichen rechteckiger Quader (Parallelepiped) ausgebildet ist und in dem eine erste Zylinderöffnung 16 und eine zweite Zylinderöffnung 18 (nachfolgend auch als Zylinderbohrungen bezeichnet) so ausgebildet sind, dass sie durch den Zylindergrundkörper 20 parallel zueinander in der Längsrichtung (der Richtung des Pfeils X) durchtreten, einen ersten Kolben 22, der in der ersten Zylinderbohrung 16 angeordnet ist, einen zweiten Kolben 24, der in der zweiten Zylinderbohrung 18 angeordnet ist, und eine Endabdeckung 26, die Öffnungen an einer Endseite (in der Richtung des Pfeils X1) der ersten Zylinderbohrung 16 und der zweiten Zylinderbohrung 18 verschließt, einen ersten Stopfen (Blindstopfen) 28, der eine Öffnung an der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils X2) der ersten Zylinderbohrung 16 verschließt, und einen zweiten Stopfen (Blindstopfen) 30, der eine Öffnung an der anderen Endseite der zweiten Zylinderbohrung 18 verschließt.
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Im Einzelnen umfasst der erste Zylinderabschnitt 12 eine erste vordere Zylinderkammer (erste Zylinderkammer) 32, welche zwischen der Endabdeckung 26 und dem ersten Kolben 22 ausgebildet ist, eine erste hintere Zylinderkammer (dritte Zylinderkammer) 34, die zwischen dem ersten Kolben 22 und dem ersten Stopfen 28 ausgebildet ist, eine zweite vordere Zylinderkammer (zweite Zylinderkammer) 36, die zwischen der Endabdeckung 26 und dem zweiten Kolben 24 ausgebildet ist, und eine zweite hintere Zylinderkammer (vierte Zylinderkammer) 38, die zwischen dem zweiten Kolben 24 und dem zweiten Stopfen 30 ausgebildet ist.
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Der Zylindergrundkörper 20 besteht aus Metall, wie Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder dergleichen. In dem Zylindergrundkörper 20 ist in einer Wand 40, welche zwischen der ersten Zylinderbohrung 16 und der zweiten Zylinderbohrung 18 vorgesehen ist, eine Installationsöffnung 42 ausgebildet, in welcher der Tischabschnitt 14 vorgesehen ist. Mehrere Befestigungslöcher 44 (in 2 sind zwei Befestigungslöcher dargestellt) sind zur Fixierung des Zylindergrundkörpers 20 an einer festgelegten Position vorgesehen. Wie sich aus 3 ergibt, steht die Installationsöffnung 42 mit der ersten Zylinderbohrung 16 und der zweiten Zylinderbohrung 18 in Verbindung und tritt in der Höhenrichtung durch den Zylindergrundkörper 20 hindurch.
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Ein Paar von Kolbendichtungen 46, 48 und ein Paar von Verschleißringen 50, 52 sind in ringförmigen Vertiefungen an der äußeren Umfangsfläche des ersten Kolbens 22 angebracht. Die Kolbendichtung 46 an einer Endseite des ersten Kolbens 22 ist mehr in Richtung des Pfeils X1 positioniert als der Verschleißring 50. Die Kolbendichtung 48 an der anderen Endseite des ersten Kolbens 22 ist mehr in Richtung des Pfeils X2 positioniert als der Verschleißring 52. Die Kolbendichtung 46 an einer Endseite des ersten Kolbens 22 kann aber auch mehr in Richtung des Pfeils X2 positioniert sein als der Verschleißring 50, und die Kolbendichtung 48 an der anderen Endseite des ersten Kolbens 22 kann mehr in Richtung des Pfeils X1 positioniert sein als der Verschleißring 52.
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Zwischen dem Paar von Verschleißringen 50, 52 an der äußeren Umfangsfläche des ersten Kolbens 22 ist eine erste Zahnstange 54 ausgebildet, die mit dem Ritzel 64 in Eingriff steht. Ein Positionsdetektionsmagnet 56 ist in einer ringförmigen Aussparung an dem ersten Kolben 22 zwischen der Kolbendichtung 48 und dem Verschleißring 52 angebracht. Das Magnetfeld des Magneten 56 wird durch nicht dargestellte magnetische Detektionssensoren erfasst, die in Sensorbefestigungsnuten 58, 60 angebracht sind, welche an beiden Seitenflächen des Zylindergrundkörpers 20 ausgebildet sind. Dementsprechend kann die Position des ersten Kolbens 22 relativ zu dem Zylindergrundkörper 20 oder anders ausgedrückt der Drehwinkel des Ritzels 64 bestimmt werden.
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Da der zweite Kolben 24 im Wesentlichen in gleicher Weise aufgebaut ist wie der erste Kolben 22 wird auf seine erneute detaillierte Beschreibung verzichtet. Außerdem steht die zweite Zahnstange 62 des zweiten Kolbens 24 in Eingriff mit dem Ritzel 64 und ist der ersten Zahnstange 54 zugewandt.
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Bevor der restliche Aufbau des Zylinderabschnitts 12 beschrieben wird, wird zunächst der Tischabschnitt 14 beschrieben. Der Tischabschnitt 14 umfasst eine hohle Drehwelle 66, welche das mit der ersten Zahnstange 54 und der zweiten Zahnstange 62 kämmende Ritzel 64 aufweist, ein Paar von Lagern 68, 70, welche die Drehwelle 66 schwenkbar halten und an einer Wandfläche der Installationsöffnung 42 angeordnet sind, einen Ringkörper 72, welcher das Lager 70 hält, und einen Tischgrundkörper 74, der an der Drehwelle 66 vorgesehen ist.
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Das Lager 68 hält ein Ende mit kleinem Durchmesser an der Bodenabschnittsseite der Drehwelle 66 schwenkbar. Das Lager 70 hält den Tischgrundkörper 74 und ein Ende mit großem Durchmesser an einer dem Bodenabschnitt der Drehwelle 66 gegenüberliegenden Seite schwenkbar. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die jeweiligen Lager 68, 70 zwar als Walzen- oder Rollenlager dargestellt, die Erfindung ist aber nicht hierauf beschränkt.
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Ein Abschnitt des Lagers 70 ist so angeordnet, dass er von der Installationsöffnung 42 nach außen vorsteht. Der Ringkörper 72 wird an dem Zylindergrundkörper 20 befestigt, indem mehrere Bolzen 76 (in 2 sind vier Bolzen dargestellt) in Gewindelöcher 78 eingeschraubt und festgezogen werden, die an einer Außenfläche des Zylindergrundkörpers 20 ausgebildet sind. Hierbei wird der Außenring des Lagers 70 in den Zylindergrundkörper 20 gepresst.
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Der Tischgrundkörper 74 hat eine ringförmige Form und wird an der Drehwelle 66 befestigt, indem mehrere Bolzen 82 (in 2 sechs Bolzen) in Gewindelöcher 84, die an einer Endfläche der Drehwelle 66 ausgebildet sind, in einem Zustand eingeschraubt und festgezogen werden, in welchem der Tischgrundkörper 74 über einen parallelen Stift 80 um die Achse der Drehwelle 66 positioniert ist. Hierdurch kann der Tischgrundkörper 74 integral zusammen mit der Drehwelle 66 gedreht werden (ist in einem bestimmten Winkelbereich drehbar).
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Außerdem sind mehrere Befestigungslöcher 86, über welche ein nicht dargestelltes Werkstück oder eine Spannvorrichtung, etc. an dem Tischgrundkörper 74 befestigt werden können, in dem Tischgrundkörper ausgebildet.
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In dem Zylindergrundkörper 20 sind ein erster Verbindungsdurchgang 88, der sich an einer Endfläche des Zylindergrundkörpers 20 öffnet und mit der ersten hinteren Zylinderkammer 34 in Verbindung steht, und ein zweiter Verbindungsdurchgang 90, der sich an der einen Endfläche öffnet und mit der zweiten hinteren Zylinderkammer 38 in Verbindung steht, ausgebildet.
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Wie in 6 gezeigt ist, umfasst der erste Verbindungsdurchgang 88 eine erste Durchgangsöffnung 92, die in einer Längsrichtung mehr an einer Seite der Bodenfläche als die erste Zylinderbohrung 16 in dem Zylindergrundkörper 20 durchtritt (d. h. an einer Position, die auf der anderen Seite der ersten Zylinderbohrung 16 liegt als der Tischgrundkörper 74), und eine erste Verbindungsöffnung 94, die sich in der Bodenfläche des Zylindergrundkörpers 20 öffnet und durch die erste Durchgangsöffnung 92 mit der ersten hinteren Zylinderkammer 34 in Verbindung steht. Der zweite Verbindungsdurchgang 90 umfasst eine zweite Durchgangsöffnung 96, die in einer Längsrichtung mehr an der Seite einer Bodenfläche als die zweite Zylinderbohrung 18 in dem Zylindergrundkörper 20 durchtritt, und eine zweite Verbindungsöffnung 98, die sich in der Bodenfläche des Zylindergrundkörpers 20 öffnet und durch die zweite Durchgangsöffnung 96 mit der zweiten hinteren Zylinderkammer 38 in Verbindung steht.
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Dichtelemente 100 sind in Öffnungen an den anderen Endseiten der ersten Durchgangsöffnung 92 und der zweiten Durchgangsöffnung 96 vorgesehen. Dichtelemente 102 sind in Öffnungen an den Bodenflächenseiten der ersten Verbindungsöffnung 94 und der zweiten Verbindungsöffnung 98 vorgesehen. Die jeweiligen Dichtelemente 100, 102 werden beispielsweise durch Stahlkugeln gebildet.
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Die Endabdeckung 26 wird beispielsweise durch Spritzguss plattenförmig ausgebildet, und die Endabdeckung 26 wird an dem Zylindergrundkörper 20 durch Einschrauben und Festziehen mehrerer Bolzen 104 (in 1 vier Bolzen) in Gewindelöcher 106, die in der einen Endfläche des Zylindergrundkörpers 20 ausgebildet sind, befestigt. Ein erster Anschluss 108, der mit der ersten vorderen Zylinderkammer 32 und dem zweiten Verbindungsdurchgang 90 (zweite hintere Zylinderkammer 38) in Verbindung steht und durch welchen ein Arbeitsfluid strömt, und ein zweiter Anschluss 110, der mit der zweiten vorderen Zylinderkammer 36 und dem ersten Verbindungsdurchgang 88 (erste hintere Zylinderkammer 34) in Verbindung steht und durch den das Arbeitsfluid strömt, sind in der Endabdeckung 26 ausgebildet. Nicht dargestellte Fluiddurchgänge zum Durchführen der Zufuhr und der Abfuhr des Arbeitsfluides sind mit dem ersten Anschluss 108 und dem zweiten Anschluss 110 verbunden.
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Wie in den 3, 4, 6 und 7 gezeigt ist, sind an der hinteren Oberfläche der Endabdeckung 26 (der Außenfläche der Endabdeckung 26, die dem Zylindergrundkörper 20 zugewandt ist) eine erste vordere Kommunikationsvertiefung (erste Kommunikationsvertiefung) 112, welche der Öffnung an der einen Endseite der ersten Zylinderbohrung 16 zugewandt ist, eine erste hintere Kommunikationsvertiefung (dritte Kommunikationsvertiefung) 114, welche der Öffnung an der einen Endseite der ersten Durchgangsöffnung 92 zugewandt ist, eine zweite vordere Kommunikationsvertiefung (zweite Kommunikationsvertiefung) 116, welche der Öffnung an der einen Endseite der zweiten Zylinderbohrung 18 zugewandt ist, und eine zweite hintere Kommunikationsvertiefung (vierte Kommunikationsvertiefung) 118, welche der Öffnung an der einen Endseite der zweiten Durchgangsöffnung 96 zugewandt ist, ausgebildet. Ein dünnwandiger Abschnitt 113 ist an der Bodenfläche der ersten vorderen Kommunikationsvertiefung 112 ausgebildet, und ein dünnwandiger Abschnitt 117 ist an der Bodenfläche der zweiten vorderen Kommunikationsvertiefung 116 ausgebildet. Dementsprechend ist es möglich, das Gewicht der Endabdeckung 26 zu verringern.
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Die erste vordere Kommunikationsvertiefung 112 und die zweite hintere Kommunikationsvertiefung 118 stehen miteinander über einen Verbindungsdurchgang (erster Verbindungsdurchgang) 120, der im Inneren der Endabdeckung 26 ausgebildet ist, in Verbindung. Außerdem kommunizieren die erste hintere Kommunikationsvertiefung 114 und die zweite vordere Kommunikationsvertiefung 116 miteinander durch eine Verbindungsvertiefung (zweiter Verbindungsdurchgang) 122, die in der hinteren Fläche der Endabdeckung 26 ausgebildet ist. Anders ausgedrückt sind die erste hintere Kommunikationsvertiefung 114, die zweite vordere Kommunikationsvertiefung 116 und die Verbindungsvertiefung 122 miteinander verbunden, um dadurch einen Vertiefungsabschnitt zu bilden. Dementsprechend können mit einem einfachen Aufbau der Verbindungsdurchgang 120 und die Verbindungsvertiefung 122 in der Endabdeckung 26 ausgebildet werde, ohne dass sie einander stören.
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Außerdem ist eine Dichtung 124, die einstückig entlang der Kontur (Außenform) des ersten Anschlusses 108, des zweiten Anschlusses 110, der ersten vorderen Kommunikationsvertiefung 112, der ersten hinteren Kommunikationsvertiefung 114, der zweiten vorderen Kommunikationsvertiefung 116, der zweiten hinteren Kommunikationsvertiefung 118 und der Verbindungsvertiefung 122 vorgesehen ist, zwischen der Endabdeckung 26 und dem Zylindergrundkörper 20 angeordnet. Hierdurch kann die Leckage des Arbeitsfluides zwischen der Endabdeckung 26 und dem Zylindergrundkörper 20 zuverlässig verhindert werden.
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Ein erster Einstellbolzen 128, der in Kontakt mit einem Stoßdämpfungselement 126 an einer Endfläche des ersten Kolbens 22 tritt, und ein zweiter Einstellbolzen 132, der in Kontakt mit einem Stoßdämpfungselement 130 an einer Endfläche des zweiten Kolbens 24 tritt, werden über Muttern 134 an der Endabdeckung 26 befestigt. Durch Einstellen der Eindringtiefe des ersten Einstellbolzens 128 in die erste vordere Zylinderkammer 32 und der Eindringtiefe des zweiten Einstellbolzens 132 in die zweite vordere Zylinderkammer 36 kann die Hublänge des ersten Kolbens 22 und des zweiten Kolbens 24 (der Drehwinkel des Tischgrundkörpers 74) eingestellt werden.
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Die jeweiligen Stoßdämpfungselemente 126, 130 werden aus einem elastischen Material, wie Gummi oder dergleichen, hergestellt. Der erste Einstellbolzen 128 ist so angeordnet, dass er durch die Bodenfläche der ersten vorderen Kommunikationsvertiefung 112 hindurchtritt, und der zweite Einstellbolzen 132 ist so angeordnet, dass er durch die Bodenfläche der zweiten vorderen Kommunikationsvertiefung 116 hindurchtritt. Dichtscheiben 136, die dazu dienen eine Leckage des Arbeitsfluides zwischen der Endabdeckung 26 und den Einstellbolzen 128, 132 zu verhindern, sind zwischen den jeweiligen Muttern 134 und der Endabdeckung 26 angeordnet.
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Der erste Stopfen 28 wird beispielsweise aus Metall, wie Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder dergleichen hergestellt und weist eine Scheibenform auf. Der erste Stopfen 28 greift an einer Wandfläche an, in welcher die Öffnung an der anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung 16 ausgebildet ist. Anders ausgedrückt greift der erste Stopfen 28 an einer Wandfläche der ersten Zylinderbohrung 16 an und dient dazu, die Öffnung an der anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung 16 zu verschließen oder zu blockieren. Im Einzelnen ist ein Außenkantenabschnitt des ersten Stopfens 28 so gekrümmt, dass er sich allmählich radial nach außen neigt, d. h. zu einer Seite geneigt ist, an welcher die andere Endfläche des Zylindergrundkörpers 20 positioniert ist (in der Richtung des Pfeils X2). Eine Ecke (Kantenabschnitt) 138 des Außenkantenabschnitts beißt in die Wandfläche der ersten Zylinderbohrung 16 ein.
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Mit anderen Worten hat der erste Stopfen 28 eine solche Form, dass sein zentraler Abschnitt von seinem Außenkantenabschnitt zu der Endabdeckung 26 (in der Richtung des Pfeils X1) vorsteht. Der erste Stopfen 28 wird im Inneren der ersten Zylinderbohrung 16 positioniert, ohne dass er aus der ersten Zylinderbohrung 16 nach außen vorsteht. Da der zweite Stopfen 30 im Wesentlichen in der gleichen Weise aufgebaut ist wie der erste Stopfen 28, wird auf seine erneute detaillierte Beschreibung hier verzichtet. Der zweite Stopfen 30 greift mit einer Ecke 140 seines Außenkantenabschnitts in die Wandfläche, in welcher die Öffnung der anderen Endseite der zweiten Zylinderbohrung 18 ausgebildet ist, ein und wird dadurch an dem Zylindergrundkörper 20 gehalten.
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Als nächstes wird ein Verfahren zum Anbringen des ersten Stopfens 28 und des zweiten Stopfens 30 in dem Zylindergrundkörper 20 erläutert. In einem Zustand vor der Installation des ersten Stopfens 28 in dem Zylindergrundkörper 20 ist sein Außenkantenabschnitt so gebogen, dass er etwas radial nach außen zu einer Seite geneigt ist.
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Wie in 8A gezeigt ist, wird der erste Stopfen 28 zunächst in die Öffnung an der anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung 16 eingesetzt, wobei die konkave Oberfläche des ersten Stopfens 28 zu der Seite eines Auflagers oder Montagegestells 200 orientiert ist. Hierbei wird der gekrümmte Außenkantenabschnitt des ersten Stopfens 28 in Kontakt mit einem abgewinkelten Außenkantenabschnitt einer kreisförmigen Druckaufnahmefläche 202 des Montagegestells 200 gebracht. Ein zentraler Abschnitt der konkaven Oberfläche des ersten Stopfens 28 wird nicht in Kontakt mit der kreisförmigen Druckaufnahmefläche 202 des Montagegestells 200 gebracht. Außerdem steht der Außenkantenabschnitt des ersten Stopfens 28 in Kontakt mit der Wandfläche der Öffnung der anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung 16 oder ist sehr nahe bei dieser angeordnet.
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Außerdem wird eine zylindrische Pressvorrichtung 204 von der Öffnung an der einen Endseite der ersten Zylinderbohrung 16 eingesetzt, und in einem Zustand nach der Fixierung der Relativpositionen des Zylindergrundkörpers 20 und des Montagegestells 200 presst die Pressvorrichtung 204 einen zentralen Abschnitt der konvexen Fläche des ersten Stopfens 28. Hierbei wird der zentrale Abschnitt der konkaven Fläche des ersten Stopfens 28 gegen die kreisförmige Druckaufnahmefläche 202 des Montagegestells 200 gepresst, wodurch der Außenkantenabschnitt plastisch deformiert wird, so dass er sich radial nach außen erweitert. Da eine Ecke 138 des Außenkantenabschnitts des ersten Stopfens 28 in die Wandfläche der Öffnung an der anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung 16 einbeißt, wird hierbei der erste Stopfen 28 fest und ohne Spalte oder Lücken an dem Zylindergrundkörper 20 fixiert (vgl. 8B). Dementsprechend wird zwischen dem ersten Stopfen 28 und dem Zylindergrundkörper 20 eine Dichtung ausgebildet. Da das Installationsverfahren für den zweiten Stopfen 30 an der Wandfläche der anderen Endseite der Zylinderbohrung 18 das gleiche ist wie das oben beschriebene Installationsverfahren für den ersten Stopfen 28, wird auf eine erneute detaillierte Beschreibung verzichtet.
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Das Drehstellglied 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Nachfolgend werden Betriebsweisen und Wirkungen des Drehstellgliedes 10 beschrieben. Der in 3 dargestellte Zustand, in welchem der erste Kolben 22 an einem Ende in der Richtung des Pfeils X1 der ersten Zylinderbohrung 16 positioniert ist und der zweiten Kolben 24 an einem Ende in der Richtung des Pfeils X2 der zweiten Zylinderbohrung 18 positioniert ist, wird als eine Ursprungsposition bezeichnet.
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In der Ursprungsposition wird, wenn ein Arbeitsfluid dem ersten Anschluss 108 in einem Zustand zugeführt wird, in welchem der zweite Anschluss 110 zur Umgebung offen ist, das dem ersten Anschluss 108 zugeführte Arbeitsfluid durch die erste vordere Kommunikationsvertiefung 112 in die erste vordere Zylinderkammer 32 geführt und dann durch die erste vordere Kommunikationsvertiefung 112, den Verbindungsdurchgang 120, die zweite hintere Kommunikationsvertiefung 118 und den zweiten Verbindungsdurchgang 90 in die zweite hintere Zylinderkammer 38 geführt.
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Hierbei wird der erste Kolben 22 durch das Arbeitsfluid, das in die erste vordere Zylinderkammer 32 eingebracht wurde, in der Richtung des Pfeils X2 verschoben, und der zweite Kolben 24 wird durch das Arbeitsfluid, das in die zweite hintere Zylinderkammer 38 eingebracht wurde, in der Richtung des Pfeils X1 verschoben.
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Hierbei wird Fluid, das in der ersten hinteren Zylinderkammer 34 vorhanden ist, durch den ersten Verbindungsdurchgang 88, die erste hintere Kommunikationsvertiefung 114, die Verbindungsvertiefung 122 und die zweite vordere Kommunikationsvertiefung 116 zur Umgebung abgeführt, während Fluid, das in der zweiten vorderen Zylinderkammer 36 vorhanden ist, von dem zweiten Anschluss 110 durch die zweite vordere Kommunikationsvertiefung 116 zur Umgebung abgeführt wird.
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Dementsprechend werden der Tischgrundkörper 74 und die Drehwelle 66, an welcher das Ritzel 64 vorgesehen ist, welches mit der ersten Zahnstange 54 des ersten Kolbens 22 und der zweiten Zahnstange 62 des zweiten Kolbens 24 kämmt, integral im Uhrzeigersinn gedreht, wie es in 3 gezeigt ist.
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Indem das Stoßdämpfungselement 130, das an der einen Endfläche des zweiten Kolbens 24 vorgesehen ist, in Kontakt mit dem zweiten Einstellbolzen 132 tritt und dadurch elastisch deformiert wird, berührt außerdem in einem Zustand, in welchem Stöße gedämpft werden, die eine Endfläche des zweiten Kolbens 24 die Endfläche des zweiten Einstellbolzens 132 und die Verschiebung des zweiten Kolbens 24 wird angehalten. Da in diesem Zustand die Rotation des Ritzels 64, das mit der zweiten Zahnstange 62 des zweiten Kolbens 24 kämmt, verriegelt ist, wird eine Verschiebung des ersten Kolbens 22 einschließlich der ersten Zahnstange 54, die mit dem Ritzel 64 kämmt, ebenfalls angehalten. Im Einzelnen werden die Drehwelle 66 und der Tischgrundkörper 74 um einen festgelegten Winkel aus der Ursprungsposition gedreht und anschließend wird ihre Rotation gestoppt.
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Wenn als nächstes ein Arbeitsfluid dem zweiten Anschluss 110 in einem Zustand zugeführt wird, in welchem der erste Anschluss 108 zur Umgebung offen ist, so wird das Arbeitsfluid, das dem zweiten Anschluss 110 zugeführt wird, durch die zweite vordere Kommunikationsvertiefung 116 in die zweite vordere Zylinderkammer 36 geführt und wird dann durch die zweite vordere Kommunikationsvertiefung 116, die Verbindungsvertiefung 122, die erste hintere Kommunikationsvertiefung 114 und den ersten Verbindungsdurchgang 88 in die erste hintere Zylinderkammer 34 geführt.
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Hierdurch wird der erste Kolben 22 durch das Arbeitsfluid, das in die erste hintere Zylinderkammer 34 eingeführt wurde, in der Richtung des Pfeils X1 verschoben, und der zweite Kolben 24 wird durch das Arbeitsfluid, das in die zweite vordere Zylinderkammer 36 eingebracht wurde, in der Richtung des Pfeils X2 verschoben.
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Zu dieser Zeit wird Fluid, das in der ersten vorderen Zylinderkammer 32 vorhanden ist, von dem ersten Anschluss 108 durch die erste vordere Kommunikationsvertiefung 112 in die Umgebung abgeführt, während Fluid, das in der zweiten hinteren Zylinderkammer 38 vorhanden ist, von dem ersten Anschluss 108 durch den zweiten Verbindungsdurchgang 90, die zweite hintere Kommunikationsvertiefung 118, den Verbindungsdurchgang 120 und die erste vordere Kommunikationsvertiefung 112 in die Umgebung abgeführt wird.
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Dementsprechend werden der Tischgrundkörper 74 und die Drehwelle 66 gemeinsam entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wie es in 3 gezeigt ist. Dadurch, dass das Stoßdämpfungselement 126, das an der einen Endfläche des ersten Kolbens 22 vorgesehen ist, in Kontakt mit dem ersten Einstellbolzen 128 tritt und dadurch elastisch deformiert wird, wird außerdem in einem Zustand, in dem Stöße gedämpft werden, dann wenn die eine Endfläche des ersten Kolbens 22 in Kontakt mit der Endfläche des ersten Einstellbolzen 128 tritt, die Verschiebung des ersten Kolbens 22 und des zweiten Kolbens 24 gestoppt (der erste Kolben 22 und der zweite Kolben 24 sind zu ihrer Ursprungsposition zurückgeführt), und die Rotation der Drehwelle 66 und des Tischgrundkörpers 74 wird ebenfalls angehalten.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform greift der erste Stopfen 28 an der Wandfläche der Öffnung der anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung 16 an, und der zweite Stopfen 30 greift an der Wandfläche der Öffnung der anderen Endseite der zweiten Zylinderbohrung 18 an. Im Vergleich zu einem Aufbau, bei dem Endabdeckungen an gegenüberliegenden Endflächen des Zylindergrundkörpers 20 vorgesehen sind, kann dementsprechend die Gesamtlänge des Drehstellgliedes 10 verkürzt werden. Dadurch ist es möglich, insgesamt ein kleineres Drehstellglied 10 zu bauen.
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Außerdem wird der erste Stopfen 28 in der ersten Zylinderbohrung 16 positioniert, ohne dass er aus der ersten Zylinderbohrung 16 nach außen vorsteht, und der zweite Stopfen 30 wird in der zweiten Zylinderbohrung 18 positioniert, ohne dass er aus der zweiten Zylinderbohrung 18 nach außen vorsteht. Dadurch kann das Drehstellglied 10 noch kleiner gebaut werden.
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Des Weiteren greift der erste Stopfen 28 an dem Zylindergrundkörper 20 dadurch an, dass die Ecke 138 des Außenkantenabschnitts des ersten Stopfens 28 in die Wandfläche der Öffnung an der anderen Endseite der ersten Zylinderbohrung 16 einbeißt. Der zweite Stopfen 30 wird an dem Zylindergrundkörper 20 dadurch befestigt, dass die Ecke 140 des Außenkantenabschnitts des zweiten Stopfens 30 in die Wandfläche der Öffnung an der anderen Endseite der zweiten Zylinderbohrung 18 einbeißt.
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Mit einem solchen Aufbau können der erste Stopfen 28 und der zweite Stopfen 30 zuverlässig an dem Zylindergrundkörper 20 befestigt werden, ohne dass es notwendig wäre, Befestigungselemente, wie Bolzen oder dergleichen, zu verwenden. Da ein Dichtelement, wie eine Dichtung oder dergleichen nicht notwendig ist, kann außerdem die Zahl der Teile wirksam reduziert werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die erste vordere Kommunikationsvertiefung 112, die mit dem ersten Anschluss 108 kommuniziert und der Öffnung an der einen Endseite der ersten Zylinderbohrung 16 zugewandt ist, die zweite hintere Kommunikationsvertiefung 118, die mit der Öffnung an der einen Endseite der zweiten Durchgangsöffnung 96 kommuniziert, und der Verbindungsdurchgang 120, der mit der ersten vorderen Kommunikationsvertiefung 112 und der zweiten hinteren Kommunikationsvertiefung 118 kommuniziert, in der Endabdeckung 26 ausgebildet. Mit einem einfachen Aufbau kann somit erreicht werden, dass der erste Anschluss 108 mit der ersten vorderen Zylinderkammer 32 und der zweiten hinteren Zylinderkammer 38 in Verbindung steht.
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Außerdem sind die zweite vordere Kommunikationsvertiefung 116, die mit dem zweiten Anschluss 110 in Verbindung steht und der Öffnung an der einen Endseite der zweiten Zylinderbohrung 18 zugewandt ist, die erste hintere Kommunikationsvertiefung 114, die mit der Öffnung an der einen Endseite der ersten Durchgangsöffnung 92 in Verbindung steht, und die Verbindungsvertiefung 122, die mit der zweiten vorderen Kommunikationsvertiefung 116 und der ersten hinteren Kommunikationsvertiefung 114 in Verbindung steht, in der Endabdeckung 26 ausgebildet. Mit einem solchen einfachen Aufbau kann somit erreicht werden, dass der zweite Anschluss 110 mit der zweiten vorderen Zylinderkammer 36 und der ersten hinteren Zylinderkammer 34 in Verbindung gebracht wird.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Verbindungsdurchgang 120 in Inneren der Endabdeckung 26 ausgebildet, und die Verbindungsvertiefung 122 ist an der hinteren Fläche der Endabdeckung 26 ausgebildet. Mit einem solchen einfachen Aufbau können somit der Verbindungsdurchgang 120 und die Verbindungsvertiefung 122 in der Endabdeckung 26 ausgebildet werden, ohne dass sie einander stören bzw. im Weg sind.
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Außerdem ist die Dichtung 124, die einstückig entlang der Kontur des ersten Anschlusses 108, des zweiten Anschlusses 110, der ersten vorderen Kommunikationsvertiefung 112, der ersten hinteren Kommunikationsvertiefung 114, der zweiten vorderen Kommunikationsvertiefung 116, der zweiten hinteren Kommunikationsvertiefung 118 und der Verbindungsvertiefung 122 ausgebildet ist, zwischen dem Zylindergrundkörper 20 und der Endabdeckung 26 angeordnet. Dadurch kann eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Zylindergrundkörper 20 und der Endabdeckung 26 erreicht werden.
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Die vorliegende Ausführungsform ist nicht auf die oben beschriebene Gestaltung beschränkt. Beispielsweise kann ein Teil des ersten Stopfens 28 so ausgebildet sein, dass er aus der ersten Zylinderbohrung 16 vorsteht. Auch der zweite Stopfen 30 kann in einer ähnlichen Weise ausgestaltet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2008-157289 A [0003, 0004]
